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本文以下辽河平原几种典型的农田生态系统(水稻、玉米、大豆、春小麦)为研究对象,应用气相色谱-静态箱法对主要温室气体(CH4、CO2和N2O)在作物生长季的通量动态变化进行了观测研究,同时测定了相关土壤因子的变化。结果表明:
作物在生长季内的温室气体排放通量有其明显的季节变化规律,一般来说随着作物的生长排放量逐渐增高,而后逐渐降低至收割后基本无排放。本试验各种作物释放温室气体通量总量关系为:CH4为水稻>大豆>玉米>小麦;CO2为大豆>水稻>玉米>小麦;N2O为玉米>大豆>水稻>小麦。
水稻田生态系统处于生长季时,主要排放的温室气体为甲烷,并且甲烷通量随各种管理措施的不同而不同,是大气的一个重要源;在非生长季甲烷排放量很小,相对生长季来说可以忽略不计。烤田期有较高的CO2排放,04水稻常规处理烤田期CO2排放量为总排放量的35%,05年为27%,其他时间CO2排放通量比旱田稍低。水稻田N2O通量受多种因素的影响,但其排放量并不比旱田生态系统小。对于水田来说,温度是温室气体排放的主要限制因子。
在麦田、玉米田和大豆田等旱田生态系统中,无论生长季或非生长季,甲烷通量相对水田来说并不大。旱田生态系统不是大气甲烷的明显的源,但也不是大气甲烷明显的汇。旱田生态系统二氧化碳通量随温度的变化而变化,与温度有显著相关性。旱田氧化亚氮通量受多种因素影响,但旱田生态系统作为大气氧化亚氮的源的作用比较明显。土壤湿度是旱田温室气体排放的主要限制因子。
施N肥可以明显增强土壤—植物系统N2O排放,但施肥量的增加对CO2和CH4排放的作用因作物品种的不同而不同。不种植作物可明显减少土壤温室气体排放量。